F.1 analisi tecnica di Giorgio Piola

Mercedes: l'aerodinamica va alla ricerca della "minigonna pneumatica"?

La Mercedes sulla W07 Hybrid ha introdotto una serie di soluzioni aerodinamiche con una finalità: aumentare il carico aerodinamico senza penalizzare l'efficienza. Grazie ai disegni di Giorgio Piola vi raccontiamo cosa cercano i tecnici di Brackley.

La Mercedes sembra un’evoluzione della monoposto che l’anno scorso ha vinto il secondo titolo mondiale per la Casa della Stella a tre punte, ma in realtà sulla W07 Hybrid ha inaugurato un nuovo concetto aerodinamico di sviluppo.

L’elemento più appariscente della freccia d’argento è certamente il nuovo muso che è caratterizzato da piloni più ravvicinati, perché l’intenzione degli aerodinamici non è di andare a pescare l’aria solo fra i due sostegni dell’ala, ma anche e, soprattutto, all’esterno di essi.

La bocca di squalo per l'S-Duct

Questo flusso, infatti, è utile ad alimentare la “bocca di squalo” che si vede non solo al lato del muso, ma si nota anche sotto, e che alimenta il più tradizionale S-duct. Il regolamento FIA autorizza un’apertura sotto al muso con una sporgenza di soli 150 mm dall’asse anteriore, mentre la presa della freccia d’argento è decisamente più avanti.

Mercedes W07, il nuovo muso
Mercedes W07, il nuovo muso

Photo by: Giorgio Piola

È chiaro che l’involucro di carbonio che disegna la bocca deve essere una sorta di vanity. Non è strutturale e non è destinato ad assorbire l’energia del crash test frontale, ma è molto utile a portare l’aria alle effettive bocche che alimentano la “buca delle lettere” in compositi grazie allo sfruttamento dell’effetto Coanda.

La Mercedes, quindi, si cimenta nell’S-duct proprio mentre la Red Bull Racing l’ha abbandonato sulla RB12. La squadra di Milton Keynes non ha rilevato grandi vantaggi l’anno scorso, almeno non erano tali da bilanciare la complicazione di realizzazione, per cui, almeno per ora, Adrian Newey ha dedicato la sua attenzione ad altro.

Sulla W07 Hybrid, però, la portata dovrebbe essere decisamente maggiore, con un flusso d’aria più energizzato utile a pulire le turbolenze che si generano in uscita dall’ala anteriore, consentendo, quindi, un migliore riempimento dell’aria sotto alla scocca evitando dei bloccaggi aerodinamici.

Mercedes AMG F1 W07, dettaglio ala anteriore
Mercedes AMG F1 W07, dettaglio ala anteriore

Photo by: Giorgio Piola

Deviatore di flusso studiato al CFD cinque mesi

Tutta l’attenzione si è focalizzata sul muso “Bruce”, ma non può essere sfuggita la bardgeboard davanti alle pance. Si tratta di una soluzione che è stata studiata al CFD di Brackley all’inizio del giugno scorso ed è stata sviluppata dagli aerodinamici per un periodo di cinque mesi. Questa è la soluzione che è stata preferita, ma ne esisteva anche un’altra alternativa.

Mercedes AMG F1 W07 sidepod detail
Mercedes W07 Hybrid, il deviatore di flusso scomposto in più elementi

Photo by: XPB Images

Il deviatore di flusso tradizionale è stato scomposto in sei diversi elementi: ogni paratia verticale ha una forma e un’inclinazione propria. La grande novità è che ciascuna parte è ancorata su una vistosa “lama di carbonio” che si aggrappa alla parte frontale della pancia. Si tratta di un lavoro quasi maniacale che evidenzia quale sia la sofisticazione della ricerca nella micro-aerodinamica fra i tecnici diretti da Paddy Lowe.

A cosa serve? Chi minimizza la portata della novità sostiene che si tratta di un esercizio ad altissimo costo i cui risultati in pista non sono minimamente comparabili con le spese sostenute, anche se sulle attuali monoposto si sommano modifiche che valgono pochi centesimi al cronometro che poi messe insieme possono vale quel paio di decimi che possono fare la differenza.

Quella nostalgia delle wing car

In realtà dietro al bardgebord della W07 Hybrid si nasconde l’ambizione di ricreare una sorta di wing-car. Il regolamento della F.1 vieta le minigonne per sigillare il fondo della monoposto all’asfalto e creare un grande effetto Venturi come avveniva negli Anni 80, ma i tecnici del Circus hanno imparato che le norme sono scritte per essere aggirate.

Gli scarichi soffianti della Red Bull, tanto per fare un esempio recente, permettevano di creare una sorta di minigonna termica con i gas roventi e molto energenizzati dei V8 aspirati da 2.4 litri, per cui la monoposto che ha permesso a Sebastian Vettel di vincere gli ultimi due dei quattro mondiali poteva disporre di un assetto Rake (muso picchiato e retrotreno sollevato) che consentiva di generare più carico sia con l’ala anteriore più radente, sia con il diffusore che aumentava la sua portata grazie al “sigillo” che le minigonne termiche erano in grado di dare con i gas roventi dal piede della ruota posteriore.

Lewis Hamilton, Mercedes AMG F1 W07 Hybrid leads Sebastian Vettel, Ferrari SF16-H
Ferrari e Mercedes: si osservano gli scarichi unici centrali alti

Photo by: XPB Images

Con l’avvento delle power unit lo scarico unico è stato spostato in una zona centrale e sollevata della monoposto (sopra), in modo da annullare qualsiasi effetto soffiante (tanto più che i motori turbo dotati di sistema ibrido emettono gas con meno energia di quanto avvenisse con gli aspirati perché già recuperata dall’ERS).

Gli slot per evitare il "Tyre squirt"

Ma gli aerodinamici, una volta capita la strada dello sviluppo non si sono persi d’animo: l’anno scorso, infatti, abbiamo visto fondi in carbonio che, proprio davanti alle ruote posteriori, hanno mostrato una moltiplicazione di soffiaggi: piccole aperture che pescano l’aria dalla superficie superiore del fondo per comprimerla sotto, proprio al bordo esterno.

L’idea è di utilizzare quei flussi per ripulire l’effetto del “tyre squirt”, vale a dire le nocive turbolenze che si creano con le deformazioni della gomma quando questa è sottoposta a carichi (in curva o sui cordoli). La voglia era quella di ricreare una minigonna pneumatica per provare a riprodurre almeno in parte l’effetto che si otteneva con gli scarichi soffianti.

Mercedes AMG F1 W07
Mercedes W07 Hybrid: i soffiaggi sul fondo davanti alle ruote posteriori

Photo by: Giorgio Piola

Adesso la Mercedes spinge questa ricerca ben oltre: l’ambizione è di trovare il modo per energizzare la minigonna d’aria sfruttando una parte dei flussi che arrivano dall’ala anteriore e che possono essere selezionati e diretti dal deviatore di flusso.

Come gestire il vortice Y250

Siamo nella zona più delicata della monoposto dove maggiormente si deve gestire il vortice Y250, separando ogni filetto di fluido, dividendo quelli destinati al raffreddamento da quelli che devono andare ad alimentare il diffusore per generare carico e quelli utili ad alimentare la minigonna pneumatica. Si tratta di una zona che ha visto cambiare anche il deviatore di flusso verticale adesso costituita da due elementi separati.

Mercedes W07, comparazione bande verticali del deflettore
Mercedes W07 Hybrid , il deviatore di flusso verticale i due parti

Photo by: Giorgio Piola

Tanto più che davanti alla pancia della monoposto c’è la ruota anteriore che anch’essa genera nocive turbolenze che vanno a “sporcare” proprio quella zona nevralgica ed è per questo che ci sono sui flap dell’ala anteriore tutte quelle paratie svergolate che convogliano l’aria verso la parte esterna della ruota, per ridurre l’impatto che la gomma in rotazione può avere sulla penetrazione nell’aria.

Sarà interessante vedere l’ambiziosa idea Mercedes quali frutti potrà dare nel corso della stagione, considerato che si tratta di un nuovo filone di ricerca che vorrebbe far “nascere” la minigonna pneumatica il prima possibile, magari già ai lati del fondo.

La speranza è di sigillare con una minigonna pneumatica più lunga una maggiore area del fondo che, inclinato per l’assetto Rake, possa generare una più estesa area di depressione che regalerebbe un incremento del carico aerodinamico. La strada è aperta: funzionerà? Lo scopriremo nei primi Gp. Se l’opera d’arte degli ingegneri di Brackley verrà copiata, allora vorrà dire che si è già sulla retta via…

Scrivi un commento
Mostra commenti
A proposito di questo articolo
Campionati Formula 1
Piloti Lewis Hamilton , Nico Rosberg
Team Mercedes
Articolo di tipo Analisi
Tag formula 1, mercedes
Topic F.1 analisi tecnica di Giorgio Piola